Kūnų laisvojo kritimo nustatymas

4. KŪNŲ LAISVOJO KRITIMO PAGREIČIO NUSTATYMAS Darbo užduotis. Nustatykite kūnų laisvojo kritimo pagreitį. Teorinio pasirengimo klausimai. Visuotinės traukos dėsnis. Kūno laisvasis kritimas ir jo pagreitis. Atsitiktinės ir sisteminės paklaidos. Teorinė dalis. Pagal visuotinės traukos dėsnį, nuotoliu r nutolę du taškiniai masės m ir M kūnai traukia vienas kitą jėga ; (1) čia dydis G – gravitacijos konstanta. Ji apibrėžiama sąlygomis: jei m = M = 1 kg ir r = 1 m, tai F = G. Taigi, gravitacijos konstanta skaitine verte lygi jėgai, kuria traukia vienas kitą du materialieji taškai, kurių kiekvieno masė lygi 1 kg ir kurie nutolę vienas nuo kito 1 m atstumu. (1) formulė tinka ir vienalyčiams rutuliams, tik tuomet r reikštų nuotolį tarp jų centrų. Kadangi Žemę galima laikyti spindulio Rž rutuliu, tai (1) formulę galima taikyti ir Žemės gravitacijos jėgai skaičiuoti. Šiuo atveju ; (2) čia Mž – Žemės masė, h – m masės kūno atstumas iki Žemės paviršiaus. Ši gravitacijos jėga nukreipta į Žemės centrą (1 pav.). Su Žeme susieta atskaitos sistema, dėl jos sukimosi apie ašį, tiksliai imant nėra inercinė ir joje masės m kūną veikia išcentrinė inercijos jėga , statmena sukimosi ašiai. Jėgų geometrinė suma vadinama sunkiu. Kai kūnas krinta veikiamas tik sunkio jėgos, tai tokį kritimą vadiname laisvuoju. Kūnas krinta laisvai tik beorėje erdvėje. Pagal antrąjį Niutono dėsnį masės m kūnui sunkis suteikia pagreitį . Šį pagreitį vadiname kūno laisvojo kritimo pagreičiu. Kaip ir , g vertė įvairiose geografinėse platumose yra nevienoda. Eksperimentiškai nustatyta, jog dėl Žemės elipsoidiškumo ir sukimosi perkėlus kūną iš ašigalio į ekvatorių jo sunkis, taigi ir g, sumažėja 1/190 dalimi. Kadangi gravitacinės ir išcentrinės inercijos jėgos moduliams tinka nelygybė , tai sunkį apytiksliai galima prilyginti gravitacijos jėgai ir tuomet . (3) Taigi, laisvojo kritimo pagreitis nepriklauso nuo krintančio kūno masės. Kai kūnas krinta iš labai mažo aukščio h, palyginus su Rž, tuomet (4) yra pastovus ir kūnas juda tolygiai greitėdamas. Šitokį judėjimą aprašome kinematinėmis lygtimis: greičio (5) ir nueito kelio . (6) Darbo aprašymas. Čia tirsime nedidelio plieninio rutuliuko kritimą ore. Oro pasipriešinimo jėga priklauso nuo rutuliuko kritimo greičio. Kai greitis mažas, pasipriešinimas nežymus ir kritimas artimas laisvajam. Darbe naudojamą įrenginį sudaro vertikalus centimetrais graduotas strypas 1, fiksuotoje padėtyje esanti rutuliuko gaudyklė 2 su kontaktine plokštele, skirta elektroniniam sekundometrui 4 išjungti, elektromagnetas 3 ir metalinis rutuliukas 5 (2 pav.). 1. Nustatome elektromagneto 3 aukštį ir kartu rutuliuko 5 kritimo kelią h. 2. Jungikliu „Tinklas” įjungiame elektroninį sekundometrą 4. 3. Jungiklį „Paleidimas” perjungiame į viršutinę padėtį – užsidega lemputė „Paruoštas bandymui”. 4. Nuspaudus mygtuką „Nulio nustatymas”, skaitmeninis laiko indikatorius rodo nulius. 5. Jungiklį „Paleidimas” perjungus į apatinę padėtį, paleidžiamas sekundometras, ir pradeda kristi rutuliukas. 6. Rutuliukui pasiekus kontaktinę plokštelę, elektroninis sekundometras sustoja, ir skaitmeninis indikatorius rodo rutuliuko kritimo laiką t sekundės dalimis. 7. Bandymą kartojame dar 7-10 kartų. 8. Išmatavę rutuliuko kritimo laiką ti, pagal (6), kiekvienam atvejui, apskaičiuojame laisvojo kritimo pagreitį gi, vidutinę jo vertę

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!